¿Cómo se vuelven a ensamblar las imágenes proyectadas en la retina en el cerebro? Investigadores en Munich y Tuebingen descubren que el procesamiento de los estímulos visuales ocurre en la primera estación de camino a la corteza visual, pero no todos reciben el mismo trato.
En humanos, el sistema visual recolecta hasta el 80% de todos los datos sensoriales recibidos del medio ambiente. Para dar sentido a este diluvio de información óptica, las entradas visuales que son captadas y convertidas en señales electroquímicas por aproximadamente130 millones de células sensibles a la luz en la retina son alimentadas y procesadas por una compleja red de células nerviosas en el cerebro. Todavía no se comprende completamente cómo logra realizar esta tarea. Una imagen más detallada de los pasos involucrados es:Sin embargo, es esencial para el desarrollo de sistemas visuales artificiales. Ahora, un equipo dirigido por Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en la neurobióloga de Munich Laura Busse, en cooperación con Thomas Euler y Philipp Berens Universidad ha logrado arrojar nueva luz sobre untema de larga data y controvertido en este campo. En un artículo que aparece en la revista líder neurona , los investigadores demuestran que las señales entrantes de la retina están sujetas a procesamiento selectivo y ponderación en la primera estación neuronal en la vía funcional que conecta la retina con la corteza visual.
En el ratón, la imagen visual que incide en la retina es recibida por más de 30 tipos de células ganglionares especializadas y funcionalmente distintas. Estos diferentes tipos de células responden de diferentes maneras a la entrada de los fotorreceptores. Por ejemplo, algunos reaccionan selectivamentea los contrastes oscuros, mientras que otros son sensibles a patrones espaciales particulares. Las corrientes de información que emanan de este paso de procesamiento de la retina se transmiten en varios canales paralelos al cerebro ". Los primates parecen poseer un conjunto igualmente diverso de células ganglionares de la retina, yEsto probablemente también sea cierto para los humanos ", dice Busse." Usando el mouse como sistema modelo, hemos preguntado qué tipos de células ganglionares se proyectan en el tálamo visual, y si la información que llega allí simplemente se transmite, oestá sujeto a procesamiento y transformación ". El tálamo visual es la primera estación en el camino hacia la corteza cerebral, y esta vía de procesamiento es, entre otras cosas, responsable de la percepción y el análisis de la forma y del reconocimiento de objetos.Las dos preguntas planteadas por Busse y sus colegas han sido objeto de debates controvertidos.Por un lado, los estudios funcionales parecían argumentar en contra del procesamiento de la entrada de ganglios en el tálamo.Sin embargo, estudios anatómicos recientes han demostrado que las células individuales en el tálamo pueden recibir información de más de 90 células ganglionares de la retina, lo que sugiere que estas células talámicas tienen un papel de procesamiento selectivo y / o integrador.
Trabajando en estrecha colaboración, los equipos en Munich y ahora han investigado qué sucede con las señales entrantes en el tálamo visual del mouse. Usaron una serie de estímulos visuales controlados diseñados para evocar un rango de respuestas, como cambiar de la oscuridada brillante o viceversa, y alteraciones en el contraste o cambios en el período de una señal parpadeante, y analizaron las reacciones de las células retinianas y talámicas. Descubrieron que la mayoría de los tipos de células ganglionares de la retina transmiten información al tálamo visual.luego utilizó los resultados de sus mediciones electrofisiológicas para construir un modelo informático que les permitiera deducir cuál de estas células y cuántas contribuyen a la respuesta del tálamo ". El modelo indicó que la respuesta de una célula de tálamo individual no depende demás de cinco tipos diferentes de células ganglionares de la retina ", dice Busse. Esa célula combina esencialmente las señales recibidas de estos cinco tipos de células, pero no todas son dadasen igual peso.En cambio, la información recibida de dos tipos de celdas de entrada domina la señal de salida emitida por cualquier celda de tálamo.Las señales aportadas por los otros tres tienen poca influencia en la forma de la salida, de modo que este último a menudo muestra un fuerte parecido con la entrada proporcionada por una de las células ganglionares de la retina.
Sin embargo, según los autores, las señales débiles transmitidas por los tipos de células no dominantes pueden ayudar a que el sistema visual sea más 'robusto' a los errores computacionales, al mejorar, por ejemplo, las conexiones funcionales entre las células en la red, en los casos en que un único ganglio retiniano se proyecta a muchas células diferentes en el tálamo. También es posible que las ponderaciones relativas de las señales se puedan variar, para permitir que diferentes combinaciones de entrada se procesen dinámicamente durante los procesos de aprendizaje, por ejemplo ".En cualquier caso, el tálamo no es simplemente una estación de retransmisión pasiva entre la retina y el cerebro. También sirve como sitio de procesamiento de señales y desempeña un papel importante en la ponderación relativa de las señales entrantes ".
El trabajo fue apoyado por Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG como parte del Centro de Investigación Colaborativa 1233 sobre Visión Robusta.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :